Ressonância Magnética Cardíaca

A ressonância magnética de pequeno porte de campo, ou ressonância magnética cardíaca, avalia a função cardiovascular sem o uso de radiação ionizante ou agentes de contraste.

As modalidades de imagem cardiovascular comparáveis incluem ultrassom de alta frequência, que emite um feixe de ondas acústicas de um transdutor e registra os ecos criados à medida que as ondas refletem para gerar imagens ao vivo. Fornece imagens de alta resolução espacial e temporal; no entanto, artefatos de imagem podem ser observados devido à profundidade de penetração limitada no tecido denso.

Outra técnica de imagem é a micro-CT, que leva uma série de projeções de raios-X para criar seções transversais 3D. Tem uma resolução temporal mais baixa e contraste limitado de tecido mole, e muitas vezes requer o uso de agentes de contraste para visualizar estruturas vasculares. Estes são conhecidos por causar danos à radiação e insuficiência renal em altas doses.

Alternativamente, a ressonância magnética usa eletroímãs fortes para imagem de tecidos no corpo com base em suas propriedades magnéticas. Na ressonância magnética cardíaca, as sequências convencionais de ressonância magnética são fechadas de picos de R no ciclo cardíaco e planaltos expiratórios na respiração para avaliar a função cardiovascular.

Este vídeo ilustrará como coletar dados de ressonância magnética com um tiro de ângulo rápido e baixo ou sequência de ressonância magnética flash. Esta técnica fornece contraste de tecido mole de alta qualidade para o estudo de modelos de pequenas doenças animais.

A ressonância magnética é uma técnica que usa as propriedades paramagnéticas do tecido para visualizar o contraste do tecido mole. O furo de uma máquina de ressonância magnética é convencionalmente embrulhado usando uma bobina solenoide que fornece um campo magnético constante e homogêneo, B-zero, quando uma corrente elétrica é aplicada.

Em imagens de espelhamento de alto campo, uma força de campo magnético 7-Tesla pode ser empregada, aproximadamente 140.000 vezes a do campo magnético da Terra, e mais do que o dobro das forças clínicas comuns 3-Tesla e 1,5-Tesla. Este campo magnético homogêneo faz com que os prótons de hidrogênio inerentes a quase todos os tecidos vivos alinhem seus eixos de rotação. Esses giros podem então ser derrubados usando radiofrequência, ou ondas RF, para um certo ângulo em relação ao eixo de rotação, também conhecido como o ângulo de lançamento.

À medida que os prótons tentam relaxar de volta à sua orientação original, o componente de seu giro perpendicular ao seu eixo principal induz um sinal elétrico detectável, resultando em uma imagem. Além disso, gradientes magnéticos podem ser aplicados que perturbam o campo magnético principal e permitem excitações de RF espacialmente isoladas para localizar o sinal recebido. Específico dos métodos descritos neste vídeo é a sequência FLASH, que usa excitações rf de ângulo de baixo ângulo que são rapidamente repetidas para induzir um padrão de estado constante no movimento do próton. O tempo de repetição é muito menor do que o tempo típico de relaxamento de prótons.

Quando hidrogênio não excitado, como o do sangue, entra na moldura de imagem, um sinal relativamente alto é produzido. Isso permite que o sistema cardiovascular seja imagedo rapidamente e forneça instantâneos estáveis dentro do ciclo cardíaco. Através do desencadeamento da sequência FLASH com sinais fisiológicos, podem ser adquiridas imagens do sistema cardiovascular que destacam o movimento cardíaco, vascular e respiratório.

Tendo revisto os principais princípios da ressonância magnética cardíaca, vamos agora passar pelo procedimento passo a passo para preparar e imaginar um animal.

Primeiro, identifique o mouse para ser imageado, em seguida, transfira o mouse para a câmara de knockdown. Em seguida, anestesiar o animal usando isoflurane e confirmar o knockdown usando uma técnica de beliscão do dedo do dedo do dedo. Em seguida, abra o fluxo de isoflurane para o cone do nariz na sala de ressonância magnética e feche o fluxo isoflurane para a câmara de knockdown. Isso prepara a tubulação mais longa com anestésico.

Certifique-se de que todo o pessoal é seguro mr, em seguida, transfira o mouse para o estágio de imagem e fixar o cone do nariz ao redor do animal. Posicione o mouse de tal forma que seu coração esteja aproximadamente alinhado com um centro da bobina RF. Em seguida, reconfirmar knockdown usando a técnica de beliscar o dedo do sol. Em seguida, insira os três condutores de eletrocardiograma subcutâneamente. Coloque uma pista para a esquerda e direita do coração e outra na base do membro traseiro esquerdo.

Insira a sonda do termômetro retal usando uma baia e lubrificante estéril. Em seguida, coloque um sensor de respiração de travesseiro nas regiões epigástricas do abdômen, e fixe-o no lugar usando papelão para adquirir sinalização sensível à pressão.

Confirme que todos os sinais fisiológicos estão sendo adquiridos através do software de monitoramento fora da sala do scanner. Em seguida, configure o módulo de aquecimento e o ventilador para começar a aquecer o fluxo de ar para o mouse. Fixar a tubulação de ar no lugar de tal forma que o ar quente sopra em direção ao mouse, começando logo após a ponta de sua cauda. Por fim, coloque a bobina RF sobre o mouse e certifique-se de que todos os cabos e tubos estejam seguros.

Vamos agora rever o protocolo passo-a-passo para realizar ressonância magnética cardíaca no rato anestesiado.

Primeiro, sintonize e combine com a bobina RF fora do furo do ímã para garantir a máxima detecção de sinal. Isto é indicado por um vale estreito a zero hertz para cada componente da bobina RF. Em seguida, insira lentamente o estágio de imagem no furo do ímã. Certifique-se de que o mouse está posicionado diretamente no centro do furo e que a bobina gradiente tenha espaçamento igual ao longo de todas as direções radiais. Esta posição garante um campo magnético principal homogêneo.

Em seguida, execute uma varredura de navegação para localizar o mouse dentro do scanner. Confirme se algum segmento do coração é visualizado dentro dos três planos, ou seja, axial, sagital e coronal. Em seguida, defina os parâmetros para a sequência FLASH e selecione o acionamento externo a ser ativado. No software de monitoramento, configure os gatilhos externos de tal forma que as sequências de ressonância magnética sejam executadas em série apenas em picos R em ciclos cardíacos durante a respiração estável na fase expiratória.

Em seguida, prescreva a sequência flash inicial definindo os parâmetros e posicionando um retângulo de plano de imagem na visão coronal. Em seguida, pressione continue a executá-lo de tal forma que o plano de fatia siga o eixo do ápice do coração através da válvula aórtica. Este loop de cine inicial fornecerá uma visão de duas câmaras do coração.

Em seguida, ao fazer referência aos resultados da visão de duas câmaras, prescreva e execute uma nova sequência FLASH ao longo do eixo da válvula aórtica ápice para visualizar uma visão de quatro câmaras.

Por fim, prescreva uma fatia de eixo curto que é perpendicular ao eixo da válvula aórtica ápice aproximadamente na metade do coração. Os músculos papilares devem ser claramente visíveis dentro da saída do loop do cine neste local. Uma vez concluída a imagem, transfira os dados adquiridos para um local apropriado para análise, em seguida, retraia o estágio de imagem do furo do ímã e remova a bobina gradiente e todas as sondas do animal antes de transferir o animal do leito do scanner.

Agora que obtivemos uma ressonância magnética cardíaca em um rato, vamos rever os resultados dos exames. Esta figura mostra o laço cine de uma visão de eixo curto do ventrículo esquerdo, diretamente perpendicular ao eixo de ápice base do coração e em uma posição que inclui os músculos papilares.

Aqui, vemos a imagem do cine sanguíneo de um coração de rato com 14 instantâneos de visão de eixo curto em todo o ciclo cardíaco, incluindo diastole final e pico de sístole. As regiões de sinal de abandono dentro do lúmen do ventrículo esquerdo indicam um rápido movimento sanguíneo, que originalmente estava fora do avião e não marcado pela excitação da onda RF.

Esta imagem mostra uma visão de quatro câmaras do coração com entrada de sangue brilhante através das válvulas mitral e tricúspide, e depois para fora através das válvulas aórticas e pulmonares, respectivamente.

Finalmente, aqui está uma projeção de intensidade máxima que mostra como várias fatias podem ser combinadas espacialmente para visualizar o sistema cardiovascular de todo o mouse. A figura mostra uma pilha tridimensional de imagens de sangue sincronizadas, brilhantes e bidimensionais mostrando as regiões torácicas e abdominais de um rato.

Vamos agora olhar para algumas outras aplicações desta técnica de ressonância magnética. Como extensão da técnica descrita, podemos usar essa tecnologia para comparar a cinemática de corações saudáveis versus doentes. Modelos murinos de disfunção cardíaca podem ser muito mais controlados do que os encontrados na clínica. Isso permite que os pesquisadores identifiquem fatores específicos que contribuem para doenças cardíacas, bem como estudem o processo de remodelação após a lesão.

Um esforço de pesquisa comparável pode ser realizado com um foco vascular, como o com formação de aneurisma de aoórtico abdominal. O sangue dá um sinal de alta intensidade usando o método de ressonância magnética de pequeno porte de campo alto descrito aqui. Esse aumento em contraste pode ser explorado para avaliar a expansão de um aneurisma de ao menos abdominal e medir mudanças nas propriedades biomecânicas da embarcação.

Você acabou de assistir a introdução do JoVE à ressonância magnética cardiovascular.

Agora você deve saber como realizar imagens cardíacas e como adquirir dados de loop cine do coração murino usando sequências padrão de ressonância magnética flash de sangue brilhante sincronizadas com sinais cardíacos e respiratórios. Finalmente, você também deve saber como identificar estruturas cardíacas nessas imagens. Obrigado por assistir!